DE2651772B2 - Zementzusatz - Google Patents

Zementzusatz

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DE2651772B2
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    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates

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Description

Es sind verschiedene wasserabstoßend wirkende Zementzusätze bekannt, die beim Vermischen mit Zement einen hochwertigen, wasserabstoßenden Zementmörtel ergeben. Keiner dieser Zusätze führt jedoch in bezug auf Schrumpfverhalten, Hafteigenschaften, Chemikalienfestigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Abriebbeständigkeit zu zufriedenstellenden Ergebnissen. Außerdem sind auch die wasserabstoßenden Eigenschaften nicht ausreichend. Schließlich läßt sich bei herkömmlichen Zusätzen ein Ausblühen aufgrund des Calciumhydroxidgehalts im Zement bei der praktischen Verwendung nicht vermeiden.
Aus der Zeitschrift »Deutscher Baumarkt«, Düsseldorf, 12. August 1950, S. 1 bis 3, ist bekannt, Polyvinylalkohol als Zementzusatz zu verwenden. Jedoch sind diese Verbindung enthaltende Mehrkomponentenzementzusätze bisher nicht bekannt. Auch sind die Eigenschaften eines Zementmörtels, der als Zusatz nur Polyvinylalkohol enthält, hinsichtlich Druckfestigkeit, Biegefestigkeit, Wasserabstoßung und Schrumpfverhalten noch unbefriedigend.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Zementzusatz zur Verfügung zu stellen, der verbesserte Eigenschaften in bezug auf Nichtschrumpfbarkeit, Festigkeit, Haftverhalten, Wasserabstoßung, Chemikalienfestigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Abriebfestigkeit bewirkt. Diese Aufgabe wird durch die Erfindung gelöst.
Die Erfindung betrifft somit den in den Ansprüchen gekennzeichneten Gegenstand.
Erfindungsgemäß wird eine wäßrige Lösung eines Polyvinylalkoholharzes und von Aluminiumsulfat oder bo Calciumhydroxid unter Rühren mit einem wäßrigen Dispersoid, das aus einem pflanzlichen öl oder Fett und einem Dispergiermittel unter Dispersion in frischem Wasser hergestellt worden ist, vermischt.
Das durch Vermischen der erfindungsgemäßen Bestandteile erhaltene Gemisch wird vor der Verwendung mit Wasser verdünnt und zu Portlandzement gegeben.
Der erfindungsgemäße Zementzusatz bewirkt beträchtliche Eigenschaftsverbesserungen, ohne daß die Dispergierfähigkeit des Zements beeinträchtigt wird.
Der erfindungsgemäße Zementzusatz wird dem Zement oder gegebenenfalls einem Gemisch aus Zement und Zuschlagstoffen zugesetzt
Durch Vermischen des erfindungsgemäßen Zusatzes mit Zement erhält man Beton von hoher Qualität So lassen sich aus Zement, Zuschlagstoffen, Wasser und dem erfindungsgemäßen Zusatz nach Vermischen und entsprechender Härtung Beton oder Mörtel von hoher Festigkeit herstellen, der nicht schrumpft, und eine hohe Haftung sowie wasserabstoßende Eigenschaften aufweist Diese Produkte sind auch gegen Abrieb, Chemikalien und Korrosion sehr gut beständig.
Der erfindungsgemäße Zementzusatz ergibt beim Vermischen mit Portlandzement und Wasser einen breiartigen Zementmörtel mit günstigen Dispersionseigenschaften. Der Zusatz unterdrückt eine Verzögerung der Härtung und die Wärmebildung. Ferner führt er zu wasserrückhaltenden Eigenschaften. Somit erhält man bessere Ergebnisse bei der Härtung von Zementmörtel, insbesondere in bezug auf die Anfangsfestigkeit Durch eine Erhöhung der Menge an Aluminiumsulfat oder pflanzlichem öl oder Fett im erfindungsgemäßen Zusatz erreicht man eine rasche Härtung, so daß der hergestellte Zement oder Mörtel früher eine hohe Druckfestigkeit erreicht Beton wird im allgemeinen durch Vermischen von Zement, Zuschlagstoffen und Wasser hergestellt, wobei man die notwendige Druckfestigkeit erst nach 3 bis 4 Wochen erreicht Soll die hierfür notwendige Zeit verkürzt werden, wird je nach den Umständen entweder ein rasch härtender Zement oder ein besonderes Härtungsverfahren angewendet Diese Verfahren haben den Nachteil, daß sie aufwendig sind und einen großen Raumbedarf haben und außerdem Schwierigkeiten bei der Qualitätskontrolle bereiten.
Durch den erfindungsgemäßen Zementzusatz werden diese Schwierigkeiten beseitigt. Unter Verwendung des erfindungsgemäßen Zementzusatzes gelingt es, einen rasch härtenden Beton von hoher Druckfestigkeit unter Verwendung üblicher Einrichtungen herzustellen.
Bei der praktischen Anwendung des erfindungsgemäßen Zementzusatzes werden Portlandzement und gegebenenfalls Zuschlagstoffe vermischt. Das erhaltene Gemisch wird zermahlen und in die gewünschte Form gebracht. Anschließend wird in bestimmter Weise gehärtet, wodurch man hochfeste Produkte, wie Betonrohre und -stangen, erhält.
Durch den erfindungsgemäßen Zusatz wird eine besondere Verbesserung in bezug auf die Scherfestigkeit von armiertem Beton oder Mörtel sowie eine Verbesserung der rostverhindernden Eigenschaften erzielt.
Da sich der erfindungsgemäße Zusatz in einem einfachen Verfahren bzw. durch einfaches Vermischen in einer einfachen Vorrichtung herstellen läßt, gelingt damit die großtechnische Herstellung von Betonprodukten ohne Belastung der Umwelt.
Die Art des verwendeten Polyvinylalkohol (PVA) ist, insbesondere dessen Polymerisationsgrad, nicht kritisch. Vorzugsweise weist der verwendete PVA einen Verseifungsgrad von mindestens 70% auf. Insbesondere werden handelsübliche Polyvinylalkohole mit einem Polymerisationsgrad von 300 bis 2500 und einem Verseifungsgrad von 70 bis 100 Molprozent verwendet. Besonders bevorzugt ist die Verwendung von PVA in
einer 3- bis 30prozentigen wäßrigen Lösung.
Die Löslichkeit von PVA in Wasser hängt vom Verseifungsgrad ab. Bei Verwendung von Polyvinylalkohol mit hohem Verseifungsgrad ergibt sich in überraschender Weise eine stark wasserabstoßende Wirkung. Somit kann PVA mit eineca weiten Bereich des Verseifungsgrads ohne Schwierigkeiten verwendet werden.
Die Menge des Aluminiumsulfats oder Calciumhydroxids hängt vom Polymerisationsgrad und der Konzentration des PVA sowie von der gewünschten Viskosität der gebildeten Lösung ab. Durch Wahl entsprechender Mengen an Aluminiumsulfat oder Calciumhydroxid kann die Viskosität des erfindungsgemäßen Zusatzes variiert werden. Vorzugsweise beträgt die Menge an Aluminiumsulfat oder Calciumhydroxid 0,1 bis 300%, bezogen auf PVA. Beide Verbindungen werden vorzugsweise in Form einer wäßrigen Lösung zur wäßrigen PVA-Lösung gegeben. Da beim Vermischen Schaumbildung auftreten kann, wird vorzugsweise ein Antischaummittel zugesetzt Als Antischaummittel wird beispielsweise ein Silicon und Tributylphosphat in einer Menge von 0,01 bis 0,5%, bezogen auf PVA, zugesetzt Die Lösung des PVA soll mit einer wäßrigen Lösung von Aluminiumsulfat oder Calciumhydroxid gründlich vermischt und darin dispergiert werden. Anschließend soll die Lösung vor dem Vermischen mit dem Dispersoid (B) 24 Stunden stehengelassen werden, da sonst keine zufriedenstellenden Ergebnisse erhalten werden.
Vorzugsweise wird die wäßrige Lösung (A) in einer Menge von 60 bis 70 Gewichtsprozent und das Dispersoid (B) in einer Menge von 30 bis 40 Gewichtsprozent, verwendet.
Als Dispergiermittel werden vorzugsweise Polyalkylarylsulfonate dem Dispersoid (B) zugesetzt. Vorzugsweise werden pro 1 Teil des Dispersoids (B) 0,01 bis 0,3 Gewichtsteile eines pflanzlichen Öls oder Fetts zugesetzt
Als pflanzliches öl wird beispielsweise Sojabohnenöl verwendet. Dabei werden vorzugsweise 0,01 bis 0,3 Teile Sojabohnenöl zu 1 Teil des Dispergiermittels gegeben. Außerhalb dieses Bereichs werden die gewünschten Eigenschaften nicht erzielt.
Ein gründlich verrührtes Gemisch des Dispergiermittels und des pflanzlichen Öls oder Fetts wird mit frischem Wasser in einer Menge von 0,5 bis 3 Gewichtsteilen pro 1 Gewichtsteil des Dispergiermittels versetzt. Das erhaltene wäßrige Dispersoid (B) soll nicht unmittelbar nach dem Vermischen verwendet werden, wenn eine hohe Qualität des Endprodukts erzielt werden soll. Vorzugsweise wird das Dispersoid mindestens 24 Stunden stehengelassen, bevor es mit der wäßrigen Lösung des Polyvinylalkoholharzes (A) vermischt wird. Das Gemisch aus (A) und (B) soll vor der Verwendung etwa 20 Stunden stehengelassen werden, um eine hohe Qualität des Endprodukts zu erreichen.
Wie bereits erwähnt, wird der erfindungsgemäße Zusatz bzw. das wäßrige Dispersoid von Polyvinylalkoholharz vor der Verwendung mit Wasser verdünnt, wodurch man ein verdünntes, wäßriges Dispersoid von Polyvinylalkoholharz erhält. Bei Zugabe dieses Zusatzes zu Zement erhält man einen breiartigen Mörtel von ausgezeichneter Fließfähigkeit und günstigen Eigenschaften in bezug auf Viskosität, Ballungsfähigkeit, Adhäsionskraft und Wasserabstoßung. Die Druck- und Biegefestigkeit der Endprodukte werden stark verbessert. Ferner sind auch die Zugfestigkeit, die Beständigkeit gegen Rißbildung und die dynamische Festigkeit sowie die Beständigkeit gegen Abrieb, Chemikalien und Korrosion stark verbessert, ohne daß die charakteristischen Eigenschaften des Dispergiermittels verlorengehen Die ausgezeichnete Dispergierfähigkeit des Dispergiermittels erlaubt eine hohe Fließfähigkeit ungeachtet des geringen W/Z-Verhältnisses. Die Wassermenge, die dem Zement zugesetzt wird, kann um 10 bis 20 Gewichtsprozent, bezogen auf den Zement, vermindert werden.
Aufgrund der starken Wasserabstoßung der Endprodukte ergibt sich eine gute Beständigkeit gegen Wasser, Chemikalien, Basen und Säuren.
Es wurde festgestellt, daß sich der erfindungsgemäße Zusatz zur Herstellung eines hochwertigen Betons eignet, da eine Trennung von Zuschlagstoffen im Beton, die bei herkömmlichem Beton auftreten kann, aufgrund der erhöhten Viskosität (im Vergleich zu herkömmlichem Beton) verhindert wird.
Der erfindungsgemäße Zusatz bewirkt ferner eine verzögerte Koagulation, eine kontrollierte Hydratationswärme bzw. Hydratationstemperatur des Zements und eine wasserrückhaltende Wirkung. Insbesondere wird die Haftung zwischen den Zement- und Zuschlagteilchen verstärkt was zu einem merklichen Anstieg der Beständigkeit gegen Druck, Biegen und Dehnen führt Ferner wird die Rißbildung im Beton verhindert bzw. deutlich vermindert. Die Verbesserung der Beständigkeit gegen Alkalien führt zu einer Verhinderung des Ausblühens von Calciumhydroxid. Der erfindungsgemäße Zusatz kann im Zement eine Bindung mit Wasser eingehen, wodurch die Viskosität des Zementbreis selbst erhöht wird und der Austritt von freiem Wasser verhindert wird. Ferner wird eins gründliche Hydrati-
J5 sierung von Beton und Mörtel erreicht.
Eine besondere wichtige Eigenschaft des erfindungsgemäßen Zusatzes besteht darin, daß er sehr frühzeitig eine hohe Festigkeit, eine wasserabstoßende Wirkung (wobei kein Wasser durchtreten kann) und eine erhöhte Haftfestigkeit bewirkt.
Wie bereits erwähnt, läßt sich der erfindungsgemäße Zusatz auf beliebige Portlandzemente anwenden, einschließlich normalem Zement, rasch härtendem Zement, wei3em Zement, Hochofenzement und Flugaschezement Er kann auch mit einer Reihe von pulverförmigen anorganischen Materialien verwendet werden, die als Bauwerkstoff dienen, beispielsweise Gips, Calciumcarbonat, Dolomit und Ton.
Wenn es auf das Einstellen der Koagulation des
so Zements oder die Erzielung einer hohen Anfangsfestigkeit in einem frühen Stadium ankommt oder wenn Betonfertigprodukte hergestellt werden sollen, muß die Menge des zugesetzten Aluminiumsuliats und des pflanzlichen Öls oder Fetts entsprechend variiert werden.
Die besonderen Eigenschaften des erfindungsgemäßen Zusatzes sind nicht auf die bloße Anwesenheit von PVA, Aluminiumsulfat oder Calciumhydroxid zurückzuführen. Vielmehr wirken PVA, Aluminiumsulfat oder Calciumhydroxid und Wasser mit dem wäßrigen Dispersoid, das aus dem Dispergiermittel, dem pflanzlichen öl oder Fett und Wasser besteht, in synergistischer Weise zusammen.
Die Konzentration und die Viskosität des erfindungsgemäßen Zusatzes können je nach dem Verwendungszweck beliebig variiert werden, indem man die Anteile der einzelnen Bestandteile der wäßrigen Lösung des Polyvinylalkoholharzes (A) und des wäßrigen Disper-
soids (B) verändert.
Mörtel und Beton, die den erfindungsgemäßen Zusatz enthalten, weisen eine hohe Haftfähigkeit auf und können somit auf Asphalt, Gemische aus Asphalt und Gummi, Holz und Plattenmaterial aufgebracht werden. Das wäßrige Dispersoid des Polyvinylalkoholharzes ist so stabil, daß es 1 Jahr bei Raumtemperatur gelagert werden kann, ohne daß eine Trennung oder Gelbildung eintritt.
Ein wäßriges Dispersoid (B) hoher Qualität läßt sich herstellen, indem man 1 Teil Dispergiermittel, 0,01 bis 0,3 Gewichtsteile pflanzliches Öl oder Fett gründlich vermischt und anschließend 0,5 bis 3 Teile frisches Wasser zugibt, gründlich vermischt und das Gemisch mindestens 24 Stunden stehenläßt.
Durch Vermischen und gründliches Rühren der wäßrigen Lösung des Polyvinylalkoholharzes (A) und des wäßrigen Dispersoids (B) und nach mindestens 20stündigem Stehenlassen erhält man einen viskosen, flüssigen Zementsatz, der 4 bis 31 Prozent nichtwäßrige Bestandteile enthält und dessen Viskosität bei 20° C 450 bis 30 000 cP beträgt.
Im allgemeinen wird der erfindungsgemäße Zusatz in einer Menge von 6 bis 18 Gewichtsprozent, bezogen auf den Portlandzement, zugesetzt. Sofern es besonders auf eine Verhinderung des Schrumpfens ankommt, ist ein Zusatz von 6 bis 18 Gewichtsprozent bevorzugt. Ein Zusatz unter 6 Gewichtsprozent reicht nicht aus, um ein Schrumpfen zu verhindern und die anderen günstigen Eigenschaften zu gewährleisten.
Die Figur zeigt ein Diagramm, aus dem die wasserrückhaltenden Eigenschaften eines unter Verwendung des erfindungsgemäßen Zusatzes hergestellten Mörtels hervorgehen.
Die Beispiele erläutern die Erfindung.
Beispiel 1
In einem Lösebehälter wurden 12 Teile eine 6,25prozentigen wäßrigen Lösung eines PVA (Polyme risationsgrad 550 und Verseifungsgrad 88 Molprozent und 0,10 Teile einer lOprozentigen wäßrigen Alumini umsulfatlösung vorgelegt. Die Bestandteile wurdet gründlich vermischt und mit 0,002 Teilen eines Silicon! als Antischaummittel versetzt. Das gesamte Gemiscl wurde 1 Stunde gerührt und sodann 24 Stunder stehengelassen. Man erhielt 12,102 Teile einer wäßriger Lösung eines Polyvinylalkoholharzes (A).
In einem weiteren Lösebehälter wurden 3 Teile Polyalkylarylsulfonat (Dispergiermittel) und 0,1 Tei Sojabohnenöl vermischt und 30 Minuten gerührt. Nach Versetzen mit 2,798 Teilen frischem Wasser wurde da! erhaltene Gemisch gründlich gemischt, um eim vollständige Dispersion zu gewährleisten. Man erhieli 5,898 Teile eines wäßrigen Dispersoids, das 24 Stunder stehengelassen wurde. Durch gründliches Vermischer von 12,102 Teilen der wäßrigen Polyvinylalkoholharz-Lösung (A) und 5,898 Teilen des wäßrigen Dispersoid! (B) und anschließendem 20stündigem Stehenlasser erhielt man 18 Teile eines viskosen, ockerfarbener Zementzusatzes, dessen Viskosität bei 20° C 120OcF betrug.
Das erhaltene Produkt wurde mit Portlandzement ir einer Menge von 6 Prozent, bezogen auf den Zement vermischt. Der erhaltene Mörtel wurde in bezug aul Koagulationsfestigkeit, Schrumpfverhältnis und Wasserabstoßung gemäß den japanischen Industrienormer JIS-R5201 und JIS-A1404 untersucht. Die Ergebnisse sind in den Tabellen I bis IV zusammengestellt.
Tabelle I
Koagulation
Erfin- Her Nur
dungs- kömm Port
gemäßer liches land
Zusatz wasser zement
abstoßen
des Mittel
Wassergehalt (%) 26,0 26,0 26,0
Beginn der Entwicklung 5-10 2-30 2-39
(Std.-Min.)
Ende der Entwicklung 7-30 3-40 3-41
(Std.-Min.)
Tabelle II
Festigkeit		 Druckfestigkeit
Erfindungs
gemäßer Zusatz 		(kg/cm2)
Herkömm
liches Produkt 		Portland
zement 		Erfindungs
gemäßer Zusatz 		Biegefestigkeit
Herkömm
liches Produkt 		(kg/cm2)
Portland
zement
Zeit (Tage) 180
288
438		 106
180
310		 110
206
358		 38,0
60,0
88.0		 26,8
40,1
61.0		 28,0
42,0
68.8
3
7
28
Tabelle III
Schrumpfverhältn i s
An Luft gehärtete Probe (20 Std., 50 % relative Luftfeuchtigkeit)
Zeit (Tage)
Erfindungsgemäßer
Zusatz
Herkömmliches Produkt
Portlandzement
13,0 17,2 22,8
18,4 33,8 37,0
23,0 38,0 46,5
25,1 42,0 54,3
Aus Tabelle III ergibt sich, daß das Schrumpfverhältnis bei Verwendung des erfindungsgemäßen Zusatzes besser ist als bei herkömmlichen Produkten.
Tabelle IV
Wasserabstoßung
Permeabilitätsverhältnis von Wasser
versetzt. Man erhielt 5,098 Teile eines gründlich dispergierten wäßrigen Dispersoids (B), das man 24 Stunden stehenließ.
Durch Vermischen von 12,902 Teilen der wäßrigen Lösung des Polyvinylalkoholharzes (A) und 5,098 Teilen des wäßrigen Dispersoids (B), gründlichem Rühren des erhaltenen Gemisches und anschließendem 20stündigen Stehenlassen erhielt man 18 Teile eines hoch viskosen Zusatzes, dessen Viskosität 160OcP bei 20° C betrug.
Das vorstehend erhaltene Produkt wurde in einer Menge von 6 Gewichtsprozent zu 500 kg Portlandzement zugemischt. Die Druckfestigkeit eines daraus hergestellten Betons betrug nach 5 bis 7 Tagen mehr als 600 bis 700 kg/cm2. Im Gegensatz dazu erhielt man bei herkömmlichem Beton nach 28 Tagen eine Druckfestigkeit von 400 bis 500 kg/cm2.
Mit dem erfindungsgemäßen Zusatz gelingt es, die Festigkeitseigenschaften von herkömmlichem Beton weitgehend zu verbessern.
Bei Aufbringen eines Mörtels aus Zement und dem Zusatz gemäß Beispiel 2 auf Asphalt und Schichtmaterialien erhält man ausgezeichnete Ergebnisse in bezug auf die Anfangsfestigkeit und die Hafteigenschafteri. Auch bei längerer Wettereinwirkung lassen sich keine Veränderungen wie Sprungbildung, Quellen oder Ablösen, beobachten.
Erfindungsgemäßer
Zusatz
Herkömmliches
Produkt
0,56
Portlandzement
1,00
Die Figur gibt die wasserrückhaltende Wirkung eines unter Verwendung des Zusatzes von Beispiel 1 hergestellten Mörtels wieder.
Beispiel 3
Das Schrumpfverhältnis von Beton, der unter Verwendung des Zusatzes von Beispiel 1 in einer Menge von 6 Gewichtsprozent zu Portlandzement hergestellt worden ist wurde untersucht. Die Ergebnisse sind in Tabelle V zusammengestellt.
Untersuchungsverfahren
Es wurde eine Koaguiationstestvorrichtung gemäß JIS-R5201 verwendet Eine Nadel von 3 mm Durchmesser wurde mit einer Belastung von etwa 300 g auf die Proben aufgebracht Die Zeit die die Nadelspitze benötigte, bis sie 3 mm in die Mörteloberfläche eintaucht wurde gemessen Die Proben wurden hergestellt, indem man jeweils Mörtel (Zement zu Sand = 1 :3) in einer Dicke von 5 mm auf eine Schiefertafel aufbrachte.
Beispiel 2
12 Teile einer 3,0prozentigen wäßrigen Lösung eines PVA (Polymerisationsgrad 550 und Verseifungsgrad 88 Molprozent) wurden mit 0,9 Teilen einer 60prozentigen wäßrigen Lösung von Aluminiumsulfat und anschließend mit 0,002 Teilen eines Silicons als Antischaummittel versetzt Nach 1 stündigem gründlichen Vermischen wurde das Produkt 24 Stunden stehengelassen. Man erhielt 12,902 Teile einer wäßrigen Lösung von Polyvinylalkoholharz (A).
In einem weiteren Lösebehälter wurden 3 Teile Polyalkylarylsulfonat (Dispergiermittel) und 0,1 Teil Sojabohnenöl 30 Minuten lang vermischt Das erhaltene Gemisch wurde mit 1398 Teilen frischem Wasser
Tabelle V Druckfestigkeit (kg/cm2) Schrumpfen
Zusatz in 3 in 7 in 28 in 8 Wochen
Tagen Tagen Tagen (X 10"4)
Ohne 79 131 246 7,04
6 % Zusatz gemäß 101 171 318 4,20
Beispiel 1
Aus Tabelle V ergibt sich, daß bei Verwendung des erfindungsgemäßen Zusatzes das Schrumpfen von Beton um etwa 40 Prozent verringert werden kann.
Beispiel 4
Die Wirkung von verschiedenen Zusätzen auf die Verhinderung von Sprüngen im Beton wurde untersucht Die Betonzusammensetzung der einzelnen Proben ist in Tabelle VI zusammengestellt Portlandzement wurde mit 6 Gewichtsprozent des erfindungsgemäßen Zusatzes bzw. jeweils 3 Gewichtsprozent von anderen Zusätzen, nämlich Zusätzen auf der Basis von aliphatischen Säuren, Wasserglas und Stearinsäure, versetzt Die Ergebnisse sind in Tabelle VI zusammengestellt
Tabelle VI
ίο
Zusatz
Absackung Wasser Zement Menge des Sand
Zusatzes
19,0 (kg/m3) (kg/m3) (kl
Ohne 19,0 195 300 0
Aliphatische Säuren 19,0 186 300 9
Wasserglas 19,0 186 300 9
Stearinsäure 19,0 186 300 9
Erfindungsgemäßer Zusatz 162 300 18
Kies Zeit bis
zur Sprung-(kg/m3) (kg/m3) bildung
901 969 7
901 969 8
901 969 8
901 969 8
901 969 80
Die Korngröße des Sands ist kleiner als 5 mm, die des Kieses kleiner als 25 mm (Durchmesser).
Die Untersuchungen in Tabelle VI wurden folgendermaßen durchgeführt: Betonprüfstücke von 1 m Länge und einem Querschnitt von 16 χ 8 cm2 an den Enden enthalten ein enges Mittelstück mit einem Querschnitt von 8x8cm2. Die Enden des Prüfstücks wurden mit einem Bolzen an einem Kupferrahmen fixiert, um die Schrumpfung des Betons zurückzuhalten. Die bis zum Auftreten von Sprüngen oder Rissen verstreichende Zeit wurde festgestellt. Die Untersuchungen wurden in einem geschlossenen Raum bei Temperaturen von 200C und einer Feuchtigkeit von 45 Prozent durchgeführt.
Bei Beton mit dem erfindungsgemäßen Zusatz tritt eine Sprung- bzw. Rißbildung erst später auf als bei herkömmlich hergestellten Betonproben.
Behälter
Wassermenge
(Tonnen)
pH-Wert
Kleiner Wasserbehälter 500
Wassertank 1000
Wasserreservoir 8000
Beispiel 6
7,2 7,4 7,4
Tabelle VIII
Chemikalienfestigkeit (Prozent Gewichtsveränderung)
Zusatz 1 η-Schwefel- I n-Salz-
säure säure
Aliphatische Säure -9,6% -15,3%'
Wasserglas -9,3% -15,0%
Stearinsäure -9,4% -15,1%
Erfindungsgemäßer Zusatz -2,6% -3,8%
Beispiel 5
Es wurde untersucht, ob Calciumhydroxid aus einem Betonbauteil, das unter Verwendung des Zusatzes von Beispiel 1 hergestellt wurde, ausgelaugt wird. Es wurden Wasserbehälter aus Beton unter Verwendung des erfindungsgemäßen Zusatzes hergestellt und unmittelbar nach ihrer Herstellung mit Wasser gefüllt. Der pH-Wert des Wassers blieb fast im neutralen Bereich bzw. im Bereich von 7,2 bis 7,4, was praktisch dem Wert des Leitungswassers entspricht Die Versuchsergebnisse sind in Tabelle VII zusammengestellt.
Tabelle VII
Wasser wurde in einem Betonbehälter, der unter Verwendung des erfindungsgemäßen Zusatzes hergestellt ist, aufbewahrt
Die Untersuchung wurde gemäß ASTM-C-267 (Untersuchung auf Chemikalienfestigkeit) mit einer Eintauchdauer von 7 Tagen durchgeführt.
b0
Die Chemikalienfestigkeit von Mörtel mit einem Gehalt von 6 Prozent des Zusatzes von Beispiel I in Portlandzement wurde untersucht Die Ergebnisse sind in Tabelle VIII zusammengestellt
Beispiel 7
In einem Lösetank wurden 12 Teile einer 25prozentigen Lösung eines PVA (Polymerisationsgrad 550 und Verseifungsgrad 88 Molprozent) und 0,1 Teil einer lOprozentigen wäßrigen Aluminiumsulfatlösung durch 1 stündiges Rühren gründlich vermischt Anschließend wurden 0,010 Teile eines Silicons als Antischaummittel zugesetzt. Sodann wurde so lange gerührt, bis ein gleichmäßiges Gemisch erhalten wurde. Dieses Gemisch wurde 24 Stunden stehengelassen. Man erhielt 12,11 Teile einer wäßrigen Lösung von Polyvinylalkoholharz (A).
In einem weiteren Lösebehälter wurden 3 Teile Polyalkylarylsulfonat (Dispergiermittel) und 0,3 Teile Sojabohnenöl 30 Minuten unter Rühren vermischt Das erhaltene Gemisch wurde mit 2,59 Teilen frischem Wasser versetzt und bis zum Erreichen einer vollständigen Dispersion gründlich gerührt Man erhielt 5,89 Teile eines wäßrigen Dispersoids (B), das 24 Stunden stehengelassen wurde.
12,11 Teile der wäßrigen Lösung des Polyyinylalkoholharzes (A) und 5,89 Teile des wäßrigen Dispersoids (B) wurden gründlich vermischt und 20 Stunden stehengelassen. Man erhielt 18 Teile eines viskosen Zusatzes, dessen Viskosität bei 220OcP bei 200C beträgt
Dieser Zusatz wurde in einer Menge von 10 Gewichtsprozent mit Poretlandzement vermischt Der erhaltene Mörtel (Gewichtsverhältnis von Zement zu Sand 1 :3) wurde gemäß JIS-R52O1 auf seine Haftfestigkeit untersucht Die Ergebnisse sind in Tabelle IX zusammengestellt
Tabelle IX
Zusatz
Haftfestigkeit
(kg/cmJ)
7 Tage 28 Tage
Aliphatische Säure 5,1
Wasserglas 5,3
Stearinsäure 5,22
Erfindungsgemäßer Zusatz 18,8
Die Zahlen sind Mittelwerte.
Beispiel
5,5
5,1
5,8
31,6
Es wurde ein Abriebversuch an einem Gemisch aus Zement und Sand (Verhältnis von Zement zu Sand 1 :3; Zeit 4 Wochen) durchgeführt, wobei der Zement 6
Tabelle X
Prozent des Zusatzes nach Beispie! 1 enthielt. Du Ergebnisse sind in Tabelle X zusammengestellt.
Zusatz
Abrieb 1 Durchschnitt
Aliphatische Säure 15,0 17,1 16,05
Wasserglas 15,3 16,8 16,05
Stearinsäure 15,5 17,8 16,6
Erfindungsgemäßer Zusatz 5,22 5,36 5,29
Diese Untersuchung wurde gemäß dem Abriebtest für Holzwerkstoffe gemäß JlS durchgeführt. Das Blasen wurde 3 Minuten mit Preßluft von 2 kg/cm2 bis 40 kg/cm2 fortgesetzt. Das Ausmaß des Abriebs wurde aus der Gewichtsdifferenz vor und nach dem Blasen bestimmt.
Aus den vorstehenden Beispielen ergibt sich, daß der erfindungsgemäße Zusatz folgende hervorstehenden Eigenschaften aufweist: Erhöhung der Wasserabsto-Bung um einen Faktor von etwa 3 bis 4; Verbesserung der Druckfestigkeit um den Faktor etwa 1,3, der Biegefestigkeit um den Faktor etwa 1,4 und der Haftfestigkeit um den Faktor etwa 6, jeweils im Vergleich zu herkömmlichen Produkten. Ferner ergibt sich auch eine Verbesserung der Zugfestigkeit. Der Zusatz bewirkt eine vollständige Verhinderung der Rißbzw. Sprungbildung, eine verbesserte Beständigkeit gegen Chemikalien und Abrieb, und er verhindert die Bildung von Ausblühungen aus dem Zement. Keiner der herkömmlichen Zusätze hat eine vergleichbare Wirkung.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:
1. Zementzusatz eines Polyvinylalkoholharzes, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyvinylalkoholharz, bestehend aus einer Lösung eines Polyvinylalkohol, Aluminiumsulfat und/oder Calciumhydroxid in Wasser, im Gemisch mit einem wäßrigen Dispersoid, bestehend aus einem pflanzlichen öl oder Fett, einem Dispergiermittel und ι ο Wasser, vorliegt
2. Zementzusatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wäßrige Lösung (A) 0,1 bis 50 Gewichtsprozent Aluminiumsulfat und/oder Calciumhydroxid, bezogen auf den Polyvinylalkohol, enthält
3. Zementzusatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das wäßrige Dispersoid (B) 0,01 bis 03 Gewichtsteile eines pflanzlichen Öls in 1 Gewichtsteil Polyalkylarylsulfonat enthält
4. Zementzusatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er 60 bis 70 Gewichtsteile der wäßrigen Lösung (A) und 40 bis 30 Gewichtsteile des wäßrigen Dispersoids (B) enthält
25
DE2651772A 1975-11-13 1976-11-12 Zementzusatz Expired DE2651772C3 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP13654175A JPS52119632A (en) 1975-11-13 1975-11-13 Cement intimate mixing agent

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